Innovadoras gotas para los ojos devuelven la vista a ratones ciegos con luz

La degeneración de los fotorreceptores causa diversas formas de ceguera, como la degeneración macular relacionada con la edad y la retinitis pigmentosa, afectando a aproximadamente 200 millones de personas en todo el mundo. Este fenómeno no solo impacta la calidad de vida de los afectados, sino que también genera una carga económica global que supera los 400 mil millones de dólares anuales en gastos de salud y pérdida de productividad.

En estas enfermedades, las células fotorreceptoras de la retina, responsables de detectar la luz, se deterioran y mueren. Sin embargo, gran parte de la red neuronal en la retina puede permanecer intacta y funcional. El desafío radica en que, sin los fotorreceptores, estas células supervivientes no reciben las señales luminosas necesarias para enviar información visual al cerebro.

Ante esta problemática, un consorcio de investigación liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) desarrolló una nueva clase de medicamentos pequeños fotoswitchables destinados a restaurar funciones visuales en modelos animales de ceguera. Los hallazgos se publicaron en el Journal of the American Chemical Society (JACS).

Estos compuestos están diseñados para asumir parte de la función de los fotorreceptores y pueden ser administrados por inyección en el ojo o incluso como gotas. Ninguno de estos métodos requiere modificación genética ni dispositivos implantados, y los compuestos han mostrado perfiles de seguridad prometedores, posicionándolos como candidatos potenciales para futuras terapias de restauración visual.

"Estas moléculas no curan la ceguera, ya que no abordan la causa de la degeneración de los fotorreceptores. Sin embargo, son notablemente efectivas para restaurar la visión, y lo hacen mediante un enfoque simple y potencialmente amigable para el paciente", explicó Pau Gorostiza, profesor de investigación en ICREA y líder del grupo de Nanoprobes y Nanoswitches en el IBEC.

El objetivo del equipo fue restaurar la visión utilizando un mecanismo molecular lo más cercano posible al funcionamiento de una retina sana. En lugar de eludir el procesamiento retinal, se buscó reactivarlo en el mismo nivel del circuito retinal donde estaban las células fotorreceptoras perdidas.

Los resultados se basan en más de diez años de investigación, incluyendo un equipo liderado por Pedro de la Villa en la Universidad de Alcalá, junto con investigadores de varias instituciones, como el Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC) y la Universidad de Barcelona.

La técnica emplea la fotofarmacología, un enfoque que permite controlar reversiblemente la actividad de un medicamento mediante luz. Los investigadores alteraron la estructura química de un fármaco incorporando un interruptor molecular sensible a la luz. Cuando se expone a la luz, el interruptor modifica la actividad del medicamento.

Mediante esta estrategia, se crearon compuestos conocidos como prosthe6, que apuntan a las neuronas ON-bipolares y restauraron movimientos oculares sacádicos en larvas de pez ciego, un modelo utilizado para investigar la agudeza visual. Además, el tratamiento restableció el comportamiento innato de evitación de la luz en modelos de ratón con degeneración macular relacionada con la edad y retinitis pigmentosa.

Los ratones sanos prefieren ambientes oscuros y evitan espacios iluminados, un comportamiento que depende de un sistema visual funcional. Los ratones ciegos pierden esta preferencia, ya que no pueden detectar la diferencia entre luz y oscuridad. Sin embargo, tras recibir prosthe6, los ratones ciegos nuevamente mostraron preferencia por áreas oscuras, indicando que podían detectar la luz y utilizar la información visual para guiar sus acciones sin necesidad de entrenamiento.

Este efecto se observó a niveles de iluminación similares a los que se encuentran en interiores o en días nublados, sugiriendo que el tratamiento restauró la percepción funcional de la luz lo suficientemente fuerte como para generar un comportamiento guiado visualmente.

Dos compuestos en particular, prosthe6-12 y prosthe6-15, mostraron resultados especialmente prometedores, con comportamientos visuales restaurados tras la inyección en el ojo y también mediante la administración tópica como gotas para los ojos.

Prosthe6 actúa dirigiéndose a las células bipolares ON, neuronas retinianas que normalmente reciben información de los fotorreceptores. "En una visión saludable, las células bipolares ON juegan un papel clave en la transmisión de información sobre la presencia de luz al resto del circuito visual. En enfermedades oculares degenerativas, aunque los fotorreceptores se pierden, gran parte de esta red subyacente permanece intacta pero inactiva. Esto crea una gran oportunidad terapéutica", explicó de la Villa.

Los compuestos apuntan a una proteína (mGlu6) dentro de esta red retiniana superviviente, permitiendo que prosthe6 sustituya efectivamente parte de la función normalmente proporcionada por los fotorreceptores perdidos.

Cuando la luz llega al ojo, las moléculas cambian de forma, lo que desencadena señales dentro de la retina de manera similar al proceso visual normal. Los investigadores describen los compuestos como "prótesis moleculares" porque permiten que la retina responda a la luz nuevamente sin necesidad de hardware implantado o modificación genética.

Una característica importante es su capacidad para funcionar bajo iluminación ordinaria, ya que no requieren dispositivos que amplifiquen o suministren luz especializada. Las moléculas son pequeñas y solubles en agua, respondiendo a luz visible común, incluyendo la iluminación normal de interiores y la luz del día, sin necesidad de fuentes de luz inusualmente intensas o especializadas.

Los hallazgos se publicaron poco después de la primera prueba clínica de un fármaco fotofarmacológico para la restauración de la visión. Esta innovación sugiere que la fotofarmacología está comenzando a avanzar de la investigación experimental hacia un uso clínico potencial.

La tecnología prosthe6 está protegida por patente, y los investigadores ahora estudian su seguridad y formulación con el objetivo de extender la duración de la función visual restaurada. También están trabajando con Eyelumina, una empresa emergente en formación, para asegurar inversiones que apoyen el desarrollo translacional y futuras pruebas clínicas.

"Convertir esto en una terapia es un proceso largo y laborioso", afirmó Gorostiza. "Pero los resultados muestran que existe una posibilidad realista de restaurar visión de alta calidad con medicamentos, de manera no invasiva, reversible y con un mecanismo independiente del trastorno retiniano específico o la mutación genética, alcanzando a la mayoría de los pacientes".

Si el enfoque resulta exitoso en humanos, podría ofrecer una alternativa ampliamente accesible y asequible a las tecnologías actuales de restauración de la visión, siendo particularmente importante para quienes sufren de degeneración retiniana avanzada sin opciones de tratamiento efectivas.

El proyecto recibió financiamiento inicial de la fundación de pacientes Fundaluce (2016), CaixaHealth (Drug4sight, 100010434), el Gobierno de Cataluña (programas Innovadors, Producte y Peris) y CIBER-BBN (programa de valorización).

El trabajo también formó parte de la tesis doctoral de Rosalba Sortino, quien recibió el Premio Doctoral Extraordinario de la Universidad de Barcelona por su tesis presentada en la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación.

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